可诱导再生的智能化微创植入髓核支架及制备和驱动方法技术

本发明专利技术提供了一种可诱导再生的智能化微创植入髓核支架及制备和驱动方法，支架由聚十二烷二酸甘油酯材料制成，在低于人体温度条件下呈截面积较小的暂时形态，在人体温度下呈截面积较大的永久形态；支架形态亦可通过特定场环境实现智能调整，从而根据患者髓核解剖形态实现个性化植入。本发明专利技术中的髓核支架在植入前后，由截面积较小的暂时形态变为截面积较大的永久形态，暂时形态支架具有通过微创管道的能力。支架降解周期为8

【技术实现步骤摘要】
可诱导再生的智能化微创植入髓核支架及制备和驱动方法


[0001]本专利技术属于脊柱外科植入式医疗器械
，具体涉及一种可诱导再生 的智能化微创植入髓核支架及其制备和驱动方法。

技术介绍

[0002]椎间盘退变在50岁以上人口中占比高达88％，是引发颈、背部疼痛最主要 的原因之一，且这一趋势正呈现年轻化和多元化。椎间盘由内核部分高度水化 的髓核与起封闭作用的外围纤维环及软骨终板组成。椎间盘的早期退变表现为 间盘内部髓核外基质中粘多糖含量下降，引起组织水化能力降低。随着退变进 程发展，纤维环中微裂纹与撕裂不断增多，受力加载时无法限制凝胶状髓核而 使其沿着裂隙部位挤出，形成疝或突出。这会进一步压迫间盘周围密集的神经 网络而引起疼痛。临床中一般使用间盘切除术对成疝部位进行切除以解除神经 压迫，但切除术会在患处纤维环上留下切口，破坏髓核的封闭条件，如不采取 治疗措施会导致间盘高度降低，进一步引发髓核外泄并可能再次压迫神经引起 疼痛。
[0003]为了恢复椎间高度并预防压迫复发，当前临床中普遍采用融合器对减压术 后的间盘部位进行刚性固定及骨性融合。但是，束缚原本具有活动度的间盘会 导致脊柱力传导模式异常，从而引起相邻节段的椎间盘发生病变。据统计，腰 /颈椎融合术后邻椎病的发病率高达26.6％/32.8％。为了解决这一问题，具有一 定活动度的髓核/间盘假体在临床上被广泛使用。然而，即使经过数十年的发 展，其可靠性及有效性依然不尽人意，较差的融合性导致假体植入后极易发生 脱位现象，特殊的力学环境与高强度的磨损使假体寿命有限，加之翻修手术复 杂且困难，使得间盘假体移植在临床中已鲜有使用。
[0004]组织工程技术的兴起与广泛应用给当前退变间盘的临床窘境带来希望。通 过对患处引入干/祖细胞并诱导其分化，以期重建间盘组织，实现根本意义的 功能重建。这其中，作为递送包括细胞、生物活性因子、基因递质等的组织工 程支架具有关键作用。针对髓核组织的重建，现有研究中大量使用水凝胶类支 架，如中国专利文献CN103099689B公开了一种仿生人工髓核，为具有自然状 态下盘旋的微创经皮
‑
穿刺手术用仿生髓核假体。但是水凝胶类假体的力学性 能并不适用于减压术后髓核腔封闭环境丧失的调节，极易由于支撑能力不足而 导致其本身及递送成份沿纤维环切除处挤出的严重后果。又如美国专利 US6893466B2、US7204851B2及US20060089719A1等使用水凝胶材料或者聚氨酯 材料这类具有形状记忆的弹性体对髓核部位进行填充。尽管部分弹性体材料具 有较水凝胶更优的力学性能且能够实现借助管道的微创递送，但是手术中需要 使用复杂的递送机构约束弹性体，且不可降解的弹性体材料长期占位也给组织 重建带来困难，因此并不适用于新兴的组织工程治疗手段。
[0005]理想的组织工程髓核支架应具有维持椎间高度及活动性且不发生术后移 位的能力。其力学性能应匹配封闭条件下髓核组织的力学性能，以避免因强度 过高引发的相邻节段间盘退变及强度过低导致的支撑性能不足的问题。同时能 够实现微创植入与体内降解，
以保护髓核周围组织完整性及实现支撑功能由支 架向再生组织的过度的能力。

技术实现思路

[0006]本申请解决的是现有技术中的人工髓核支架无法实现退变髓核组织的可 诱导再生的问题，进而提供一种基于形状记忆功能、能够实现针对中早期椎间 盘退变临床治疗后椎间高度及活动度的恢复、可结合组织工程治疗用于退变髓 核组织功能可诱导再生的智能化微创植入髓核支架；本申请同时还提供了所述 智能化微创植入髓核支架的制备和驱动方法。
[0007]本申请解决上述技术问题采用的技术方案为：
[0008]一种可诱导再生的智能化微创植入髓核支架，所述髓核支架在植入人体前 呈截面积较小的暂时形态，植入人体后呈截面积较大的永久形态；所述髓核支 架由聚十二烷二酸甘油酯材料制成，所述髓核支架具有受能量场驱动的形状记 忆性能；所述髓核支架在体内的降解周期为8
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16周；所述人工髓核支架的压 缩模量为0.30
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3.50MPa。
[0009]所述髓核支架在低于形状转变温度条件下呈长条状，在高于形状转变温度 条件下卷曲成盘状。
[0010]所述髓核支架在低于形状转变温度条件下呈长条状，在高于形状转变温度 条件下于水平方向上折叠成双U形；位于所述髓核支架折叠处的内侧设置有弧 形缺口。
[0011]在所述髓核支架内掺杂有场敏感物质。
[0012]所述髓核支架搭载有生物活性因子和/或所需细胞。
[0013]所述的可诱导再生的智能化微创植入髓核支架的制备方法，包括以下步骤: 丙三醇与十二烷二酸反应制得聚十二烷二酸甘油酯的预聚物，所述丙三醇及十 二烷二酸的摩尔比为0.5
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1.35；将所述预聚物置于与永久形态的髓核支架相匹 配的模具中，在110
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130℃温度条件下，经12
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240小时的热固聚合反应得到永 久形态下的支架；再于低于形状转变温度条件下，将支架成型为暂时形态。
[0014]在所述预聚物中掺杂场敏感物质，再将所述预聚物置于所述模具中经 12
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240小时的热固聚合反应得到永久形态下的支架，所述场敏感物质在所述预 聚物中的添加量为0.1
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10.0wt％。
[0015]完成热固聚合反应后，且于支架植入前，在所述髓核支架搭载生物活性因 子和/或所需细胞。
[0016]通过对支架材料合成过程参数进行调整，实现支架形状记忆性能、力学性 能及降解时间的微调；所述合成参数是指热固反应中聚合温度、聚合时间、丙 三醇/十二烷二酸的摩尔质量比及场敏感物质掺杂含量。
[0017]所述的可诱导再生的智能化微创植入髓核支架的驱动方法，在支架植入过 程中，于人体外施加能量场驱动支架的形变，通过对能量场参数进行调整实现 对支架形状的智能化调整。
[0018]本专利技术所述的可降解的微创式人工髓核支架，其优点在于：
[0019](1)本专利技术所述的可诱导再生的智能化微创植入髓核支架，由聚十二烷 二酸甘油酯材料制成，作为可实施的方式之一，所述支架可借助髓核支架植入 手术过程中支架周围环境温度由室温(20℃)到体温(37℃)的变化过程，驱 动支架材料产生温敏形状记忆性能，
实现支架由截面积较小的暂时形态变化为 截面积较大的永久形态。从而实现在植入过程中支架处于暂时形态而具有通过 微创管道的能力。支架在植入后处于永久形态，填充髓核腔以提供力学支撑， 能够防止支架由微创管道创口被挤出而造成的术后支架脱位。
[0020]且本专利技术所述的人工髓核支架，其具有体内生物降解的性能，植入后支架 体内占位随时间逐步减小，配合组织工程治疗手段可用于实现退变组织的功能 由支架本体向再生组织过渡的能力。所述人工髓核支架可利用不同摩尔比例反 应物的支架材料对相应降解酶活性的调节，使支架具有改变体内降解周期的能 力，以配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可诱导再生的智能化微创植入髓核支架，其特征在于，所述髓核支架在植入人体前呈截面积较小的暂时形态，植入人体后呈截面积较大的永久形态；所述髓核支架由聚十二烷二酸甘油酯材料制成，所述髓核支架具有受能量场驱动的形状记忆性能；所述髓核支架在体内的降解周期为8
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16周；所述人工髓核支架的压缩模量为0.30
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3.50MPa。2.根据权利要求1所述的可诱导再生的智能化微创植入髓核支架，其特征在于，所述髓核支架在低于形状转变温度条件下呈长条状，在高于形状转变温度条件下卷曲成盘状。3.根据权利要求1所述的可诱导再生的智能化微创植入髓核支架，其特征在于，所述髓核支架在低于形状转变温度条件下呈长条状，在高于形状转变温度条件下于水平方向上折叠成双U形；位于所述髓核支架折叠处的内侧设置有弧形缺口。4.根据权利要求1
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3任一所述的可诱导再生的智能化微创植入髓核支架，其特征在于，在所述髓核支架内掺杂有场敏感物质。5.根据权利要求1
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4任一所述的可诱导再生的智能化微创植入髓核支架，其特征在于，所述髓核支架搭载有生物活性因子和/或所需细胞。6.权利要求1
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5任一所述的可诱导再生的智能化微创植入髓核支架的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:丙三醇与十二烷二酸反应制得聚十二烷二酸甘油酯的预聚物，所述丙三醇及十二烷二酸的摩尔比为0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊瑜波，王丽珍，靳凯翔，王超，姚艳，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：